一、前言
數(shù)控機床是三十年來綜合應用集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術為一體的機電一體化產(chǎn)品，在現(xiàn)代機床生產(chǎn)中，一般采用多電機拖動，主軸和各進給系統(tǒng)分別由各自的電機來拖動。由于機床加工范圍較廣，不同的工件，不同的工序，使用不同的刀具，要求機床執(zhí)行部件具有不同的運動速度，因此機床的主運動應能進行調(diào)速，主軸調(diào)速系統(tǒng)一般采用交流主軸系統(tǒng)，隨著變頻調(diào)速技術的發(fā)展，數(shù)控機床的主軸的交流拖動，同樣能夠很好滿足需要。
二、數(shù)控機床對變頻器的要求
數(shù)控機床通常要求采用變頻電機，或者普通電機加風扇以滿足電機在低頻的散熱要求，并且要求電機調(diào)速范圍廣，對變頻器的要求主要有如下幾點：
1）要求低頻力矩大
選用AC80矢量變頻器，低頻時能出來180%額定轉矩。
2）轉矩動態(tài)響應速度快，穩(wěn)速精度高
選用AC80矢量變頻器，能實現(xiàn)很好的動態(tài)響應效果，依據(jù)負載的變化，通過輸出轉矩的變化很快做出響應，從而實現(xiàn)轉軸速度的穩(wěn)定。
3）主軸轉速高
隨著機床行業(yè)的發(fā)展與競爭，要求主軸的旋轉速度越來越高，選用AC80矢量變頻器，能使主軸輕松達到5000R/min，變頻器頻率為170Hz。
4）加減速時間短
通常數(shù)控機床的加減速時間都是比較短的，偉創(chuàng)AC80變頻器依靠其強勁的性能使加速時間得到可靠保證，減速時間則依靠外加制動電阻或制動單元。
5）電機參數(shù)自學習
為了達到很好的控制性能變頻器通常都需要對電機進行參數(shù)自學習，其目的是獲取準確的電機內(nèi)部參數(shù)，以用于矢量控制計算。參數(shù)自學習所需要的電機銘牌參數(shù)有：電機額定功率、電機額定頻率、電機額定轉速、電機額定電壓、電機額定電流。有的變頻電機的銘牌上可能沒標額定轉速值，可以根據(jù)經(jīng)驗值估計一下額定轉速。在進行參數(shù)自學習時，務必要在空載（電機軸上不接負載）的時候進行。只有在空載的時候才能保證自學習出來的電機參數(shù)的準確性。
如果現(xiàn)場條件沒辦法進行空載運行，請使用變頻器出廠的電機參數(shù)試運行。
6)抗干擾能力強
偉創(chuàng)AC80變頻器在出廠的時候作了很好的抗干擾試驗，具有很強的抗干擾能力，但變頻器同時也是一個干擾源，在使用中很難避免不對其它設備進行干擾，在數(shù)控機床上最容易被干擾的設備是CNC控制器。一旦CNC控制器受干擾后，系統(tǒng)將不能正常工作。特別是變頻器的頻率指令和運行指令也可能會受到干擾，干擾嚴重的會造成頻率指令不穩(wěn)定，變頻器誤動作等。解決此類問題的辦法是可在變頻器的輸出線或者信號線上加磁環(huán)，同時選用優(yōu)質(zhì)的CNC的抗干擾能力較強。
三、數(shù)控機床的變頻控制
下面以AC80系列高性能矢量變頻器在杭州某數(shù)控機床廠的應用為例，講述數(shù)控機床的變頻調(diào)速控制技術。
系統(tǒng)參數(shù)
變頻器AC80-T3-5R5G， 制動電阻75Ω/500W，凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)。主要的電機參數(shù)和性能指標：額定功率：5.5kW， 額定頻率：50Hz, 額定電壓：380V， 額定電流：11A， 額定轉速：1440r/min 機械傳動比：1：2，加工材料：45#鋼，實際測試性能指標：（進刀性能及速度）
1、主軸轉速：100r/min，變頻器運行頻率5Hz左右
2、主軸轉速：2000r/min，變頻器運行頻率150Hz左右
AC80 變頻器參數(shù)設定：
功能代碼
設定值
功能代碼
設定值
功能代碼
設定值
F0.00
0
F0.17
10
F5.07
通過參數(shù)自學習獲取
F0.03
2
F5.02
5.5
F5.08
F0.09
170.0Hz
F5.03
50.00
F5.09
F0.11
170.0Hz
F5.04
1440
F5.10
F0.14
3.0
F5.05
380
F5.11
F0.15
3.0
F5.06
11.0
FA.04
125%
調(diào)試結果
實際效果顯示采用AC80系列機床專用高性能矢量變頻器完全能夠滿足機床主軸控制的要求，在100R/MIN時單邊進刀量為7個絲(倍率150%)，變頻器能在段時間內(nèi)輕松到達150Hz，且參數(shù)設置簡單調(diào)試簡便。AC80采用的領先的磁通算法，即使在低轉速（低頻）運行下也能平穩(wěn)輸出180%的轉矩，以滿足不同零件的加工需要。AC80變頻器以其強大的性能和穩(wěn)定性取得了客戶的信任，獲得了廣泛的使用和好評。
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